CN113801640A - 一种吸波导热屏蔽组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种吸波导热屏蔽组合物及其制备方法，其中，吸波导热屏蔽组合物，其中，包括：铁硅铝为5‑25％；羰基铁为25‑55％；氧化铝为20‑50％；乙烯基硅氧烷为5‑20％；含氢硅氧烷为0.5‑3％；催化剂为0.1‑0.3％；偶联剂为0.5％；其他添加剂为0.3‑0.5％。本申请提供的吸波导热屏蔽组合物具备良好的均衡性，同时具备吸波、导热、屏蔽等功能，将其应用于电子设备中，能有效解决电子产品的吸波和导热的矛盾；并且，该吸波导热屏蔽组合物还具备自粘性，具有良好的自粘性，易于装配，适用于各种形状的电路板，降低了电路板的设计难度。

Description

一种吸波导热屏蔽组合物及其制备方法

技术领域

本申请涉及材料制备技术领域，特别涉及一种吸波导热屏蔽组合物及其制备方法。

背景技术

电子设备越来越薄，运行速度越来越快，散热问题与电磁干扰可能发生在电子设备的任何部位，而通过导热片解决散热问题的时候，发现电磁干扰问题仍然存在，而导热材料已经占据了厚度空间，结构上已经没有多余的厚度空间允许再使用吸波材料。即使有空间贴合吸波材料，也会因为吸波材料导热效果不佳，影响整体热传导及散热效果。若从混料的角度将两种材料混合压制，得到的材料硬度较高，无法放置在导热模组与芯片之间。

专利号CN201910482814.6高导热吸波有机硅组合物及其制备方法，专利高导热吸波有机硅组合物包括原料及其质量份数如下：含乙烯基的高分子量聚硅氧烷50-95份；含乙烯基的低分子量聚硅氧烷5-50份；非反应性低分子量聚硅氧烷5-50份；导热填料100-400份；吸波填料50-400份；纳米补强填料5-20份；耐热添加剂1-10份；以及固化剂0.05-15份。此发明的高导热吸波有机硅组合物，通过定向片状导热填料来提高导热系数，用具有电磁屏蔽和吸波特效的吸波填料来实现组合物的电磁屏蔽和吸波，纳米补强填料的加入来提高组合物的物理性能。但，该产品硬度较高，压缩量非常小，吸波频带较窄。

专利CN201920227375.X涉及一种高导热电磁屏蔽结构，它包括依次层叠设置的导热层、吸波层、导电层和绝缘层，所述导热层的材质为导热硅脂，所述吸波层的材质为软磁合金材料，所述导电层的材质为导电铜箔，所述绝缘层为哑黑色涂层。通过增加导热硅脂材质构成的导热层，不仅能够避免屏蔽结构与电子元件之间相接触，提高了使用寿命，有利于提高整体结构的散热效果，防止局部温度过高对电子设备产生的影响；而且吸波层和导电层外设置绝缘层，提高了电磁屏蔽的效果，未被吸波层完全吸收的噪音会被导电层、绝缘层屏蔽，同时被导电层反射的噪音会再次被吸波层所吸收，从而大幅度降低电磁波的辐射作用。但其叠层结构导致热阻大，导热性能差，压缩量较差。

因此，亟需一种吸波导热屏蔽组合物。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种吸波导热屏蔽组合物及其制备方法，能够有效解决电子产品中吸波和导热的矛盾，并且，具有良好的自粘性，易于装配，降低了电子产品中电路板的设计难度。

第一方面，本申请实施例提供了一种吸波导热屏蔽组合物，其中，包括：

第二方面，本申请实施例还提供了一种用于制备第一方面中的吸波导热屏蔽组合物的制备方法，其中，包括：

将各原料按预设比例混合形成混合物；

将所述混合物加入至三辊研磨机中，以使所述三辊研磨机研磨所述混合物；

利用平板硫化机压制所述三辊研磨机研磨后的混合物，得到吸波导热屏蔽组合物。

在一种可能的实施方式中，所述原料包括吸波材料、导热材料、导热硅脂、粘合材料以及其他添加剂；所述吸波材料包括铁硅铝和羰基铁，所述导热材料包括氧化铝，所述导热硅脂包括乙烯基硅氧烷、含氢硅氧烷和催化剂，所述粘合材料包括偶联剂。

在一种可能的实施方式中，所述预设比例配置为：所述吸波材料为30-60％。

在一种可能的实施方式中，所述铁硅铝与所述羰基铁的比例之比大于或等于1:5且小于或等于5:1。

在一种可能的实施方式中，所述预设比例具体配置为：所述铁硅铝为5-25％，所述羰基铁为25％-55％，所述氧化铝为20-50％，所述乙烯基硅氧烷为5-20％，所述含氢硅氧烷为0.5-3％，所述催化剂为0.1-0.3％，所述偶联剂为0.5％。

在一种可能的实施方式中，所述铁硅铝为片粉状，所述羰基铁为粉状。

在一种可能的实施方式中，所述利用平板硫化机压制所述三辊研磨机研磨后的混合物之前，还包括：

测试所述混合物的导热率和吸波性能；

所述导热率和所述吸波性能的波动均小于5％的情况下，确定研磨完成。

在一种可能的实施方式中，所述三辊研磨机研磨所述混合物的次数为3-5次，每次研磨的时长为3-5min。

在一种可能的实施方式中，所述吸波导热屏蔽组合物为片状，厚度为1.0mm。

本申请实施例提供的吸波导热屏蔽组合物具备良好的均衡性，同时具备吸波、导热、屏蔽等功能，将其应用于电子设备中，能有效解决电子产品的吸波和导热的矛盾；并且，该吸波导热屏蔽组合物还具备自粘性，具有良好的自粘性，易于装配，适用于各种形状的电路板，降低了电路板的设计难度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请所提供的一种吸波导热屏蔽组合物的制备方法的流程图。

具体实施方式

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

第一方面，本申请实施例提供了一种吸波导热屏蔽组合物，该吸波导热屏蔽组合物的组份以及每类组份所占的比例如下：

可选地，催化剂为铂金络合物，其作用为引发材料粘合的聚合反应；偶联剂的主要成分为有机硅，其作用是改善吸波材料、导热材料、导热硅脂以及粘合材料之间的结合力，并提高产品的强度和韧性。其中，其他添加剂可以包括纳米补强填料例如气相二氧化硅、纳米氧化铝粉末等，利用其提高胶层的力学性能，当然，其他添加剂还可以包括其他组份。

本申请实施例提供的吸波导热屏蔽组合物具备良好的均衡性，同时具备吸波、导热、屏蔽等功能，将其应用于电子设备中，能有效解决电子产品的吸波和导热的矛盾。并且，该吸波导热屏蔽组合物还具备自粘性，具有良好的自粘性，易于装配，适用于各种形状的电路板，降低了电路板的设计难度。

基于同一发明构思，本申请的第二方面还提供了一种用于制备第一方面中的吸波导热屏蔽组合物的制备方法，图1示出了本申请实施例提供的制备方法的流程图，具体包括S101-S103。

S101，将各原料按预设比例混合形成混合物。

在具体实施中，原料包括吸波材料、导热材料、导热硅脂、粘合材料以及其他添加剂；吸波材料包括铁硅铝和羰基铁，导热材料包括氧化铝，导热硅脂包括乙烯基硅氧烷、含氢硅氧烷和催化剂，催化剂为铂金络合物，其作用为引发材料粘合的聚合反应；粘合材料包括偶联剂，偶联剂的主要成分为有机硅，其作用是改善吸波材料、导热材料、导热硅脂以及粘合材料之间的结合力，并提高产品的强度和韧性。其中，其他添加剂可以包括纳米补强填料例如气相二氧化硅、纳米氧化铝粉末等，利用其提高胶层的力学性能，当然，其他添加剂还可以包括其他组份。

优选地，铁硅铝为片粉状，羰基铁为粉状，并且，配置吸波材料为30-60％，其中，铁硅铝与羰基铁的比例之比大于或等于1:5且小于或等于5:1。

在具体实施中，所有原料需要符合的预设比例具体配置为：铁硅铝为5-25％，羰基铁为25％-55％，氧化铝为20-50％，乙烯基硅氧烷为5-20％，含氢硅氧烷为0.5-3％，催化剂为0.1-0.3％，偶联剂为0.5％。

在得到符合预设比例的各原料之后，将所有的原料进行混合，以形成混合物。

S102，将混合物加入至三辊研磨机中，以使三辊研磨机研磨混合物。

在具体制备过程中，将混合物加入至三辊研磨机中，通过三辊研磨机研磨混合物。

优选地，三辊研磨机研磨混合物的次数为3-5次，并且，每次研磨的时长为3-5min。

S103，利用平板硫化机压制三辊研磨机研磨后的混合物，得到吸波导热屏蔽组合物。

为了保证吸波导热屏蔽组合物的各种性能，在利用平板硫化机压制三辊研磨机研磨后的混合物之前，先测试混合物的导热率和吸波性能，其中，利用导热系数测试仪测试导热率，利用频谱仪测试噪声功率来衡量吸波性能，同时，还可以观察混合物的颜色是否均匀。之后，基于每次测试得到的导热率和吸波性能计算其波动，在导热率和吸波性能的波动均小于5％的情况下，确定研磨完成。

进一步地，将研磨后的混合物放入预先制作好的模具中，在平板硫化机上180℃下硫化300秒，制得吸波导热屏蔽组合物。其中，平板硫化机上的温度与硫化时长可以根据实际情况进行微调，本申请实施例并不限定于此。

本申请实施例中的吸波导热屏蔽组合物为片状，厚度为1.0mm。同样地，其形态、厚度甚至尺寸均可以依据电子产品的实际情况来确定。

本申请实施例还提供了三个具体地示例，其中，三个示例中的制备方法均按照上述步骤执行，不同之处仅为各原料占总原料的比例。

示例1

各原料占总原料的比例如下：

基于上述比例得到吸波导热屏蔽组合物的样品1。

示例2

各原料占总原料的比例如下：

基于上述比例得到吸波导热屏蔽组合物的样品2。

示例3

各原料占总原料的比例如下：

基于上述比例得到吸波导热屏蔽组合物的样品3。

将上述实施例1-3制备得到的吸波导热屏蔽组合物及市售产品中的有机硅组合物进行测试的各项参数如下表1。

表1

依上检验所得的各项指标，可知：本申请实施例提供的吸波导热屏蔽组合物克服了现有技术的不足，也即吸波频带较窄，叠层结构导致热阻大，导热性能差，压缩量较差，其为兼具吸波、导热、屏蔽三功能的自粘型宽频吸波组合物，能有效解决Sub 6G频段的电磁干扰，同时还满足了消费电子对导热的需求。

具体地，该吸波导热屏蔽组合物具备很好的宽频吸收特性，能够有效解决Sub 6G的电磁波干扰，在整个频段范围具有5-10dB的吸收效果。同时，该吸波导热屏蔽组合物具有良好的导热性能，导热系数大于1.5W/(m.k)，虽然从单纯导热系数上来看不及现有某些材料，但综合性能要优于现有的组合物，其能够广泛运用于存在电磁波干扰的GPU，内存，SDD等电子元器件散热设计。并且，该吸波导热屏蔽组合物的厚度可以从0.5-3mm进行定制，并模切成各种形状，适用于现阶段消电子产品的吸波导热屏蔽需求，且安装简易，可应用于各种复杂形状的电路板。

进一步地，该吸波导热屏蔽组合物具有良好的自粘性，可以不使用双面胶和其他胶水，就能很好的粘附在电路板上，具有非常良好的贴合性能，使用简易方便，避免了现有技术不具自粘性需要在线路板设计的时候预留固定安装孔位，加大工作量的同时，对电路板的设计带来的影响。同时，该吸波导热屏蔽组合物具备良好的柔软特性，压缩量大，10％形变时，压缩应力小于50psi，30％形变时，压缩应力小于200psi。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种吸波导热屏蔽组合物，其特征在于，包括：

2.一种用于制备权利要求1中的吸波导热屏蔽组合物的制备方法，其特征在于，包括：

将各原料按预设比例混合形成混合物；

将所述混合物加入至三辊研磨机中，以使所述三辊研磨机研磨所述混合物；

利用平板硫化机压制所述三辊研磨机研磨后的混合物，得到吸波导热屏蔽组合物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原料包括吸波材料、导热材料、导热硅脂、粘合材料以及其他添加剂；所述吸波材料包括铁硅铝和羰基铁，所述导热材料包括氧化铝，所述导热硅脂包括乙烯基硅氧烷、含氢硅氧烷和催化剂，所述粘合材料包括偶联剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述预设比例配置为：所述吸波材料为30-60％。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铁硅铝与所述羰基铁的比例之比大于或等于1:5且小于或等于5:1。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述预设比例具体配置为：所述铁硅铝为5-25％，所述羰基铁为25％-55％，所述氧化铝为20-50％，所述乙烯基硅氧烷为5-20％，所述含氢硅氧烷为0.5-3％，所述催化剂为0.1-0.3％，所述偶联剂为0.5％。

7.根据权利要求2-6中任一所述的制备方法，其特征在于，所述铁硅铝为片粉状，所述羰基铁为粉状。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述利用平板硫化机压制所述三辊研磨机研磨后的混合物之前，还包括：

测试所述混合物的导热率和吸波性能；

所述导热率和所述吸波性能的波动均小于5％的情况下，确定研磨完成。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述三辊研磨机研磨所述混合物的次数为3-5次，每次研磨的时长为3-5min。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述吸波导热屏蔽组合物为片状，厚度为1.0mm。

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